Astronomer har hittat en ny typ av galax som är mycket gammal, mycket avlägsen och mycket ljus i ultraviolett ljus. Detta är en något ovanlig kombination, och så när den här ljusa galaxen först upptäcktes trodde teamet av forskare som hittade den först att det var en kvasar. Men en detaljerad studie visade att det faktiskt var en galax med några andra ovanliga egenskaper, vilket bidrar till dess ljusstyrka: den är upptagen med stjärnbildning, den har nästan inget damm.
Från och med nu verkar denna galax – med registreringsskylt-typnamnet BOSS-EUVLG1 – vara den enda i sitt slag.
'BOSS-EUVLG1 verkar domineras av en explosion av bildning av unga, mycket massiva stjärnor, med knappt något damm och med en mycket låg metallicitet', säger Rui Marques Chaves, forskare vid Centre for Astrobiology (CAB) i Madrid , Spanien, huvudförfattare på en artikel publicerad i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
BOSS-EUVLG1 upptäcktes under analys av en halv miljon galaxer och kvasarer i BOSS-projektet för Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) designades för att mäta universums expansionshastighet, och den har kartlagt den rumsliga fördelningen av lysande röda galaxer (LRG) och kvasarer.
Teamet använde en mängd olika teleskop för att studera BOSS-EUVLG1: Gran Telescopio Canarias (GTC), vid Roque de los Muchachos-observatoriet, (Garafía, La Palma, Kanarieöarna) och med ATACAMA Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ), i Chile.
Bild av den del av himlen som innehåller BOSS-EUVLG1 och konstnärens teckning av stjärnbildningens explosion i BOSS-EUVLG1. Kredit: DESI Legacy Imaging Surveys/Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).
BOSS-EUVLG1, har en rödförskjutning på 2,47, vilket betyder att vi ser det när universum var cirka 2 tusen miljoner år gammalt, eller cirka 20% av dess nuvarande ålder. Rödförskjutningen är ett mått på rodnaden av ljuset som kommer från galaxen och kan användas för att hitta dess avstånd: ju längre bort galaxen är, desto större värde.
Teamet sa att de stora värdena för rödförskjutning och ljusstyrka hos BOSS-EUVLG1 gjorde att den ursprungligen klassificerades som en kvasar. Hög ljusstyrka i kvasarer beror på aktiviteten runt de supermassiva svarta hålen i deras kärnor. Men från observationerna som gjorts med OSIRIS- och EMIR-instrumenten på GTC, och med millimetervågteleskopet ALMA, har forskarna visat att det inte är en kvasar utan i själva verket en galax med 'extrema, exceptionella egenskaper.'
Teamets studie visade att den höga ljusstyrkan hos BOSS-EUVLG1 beror på det stora antalet unga, massiva stjärnor i galaxen. Hastigheten för stjärnbildning i denna galax är mycket hög, runt tusen solmassor per år, ungefär tusen gånger högre än den i Vintergatan, även om BOSS-EUVLG1 är 30 gånger mindre.
'Denna takt av stjärnbildning är bara jämförbar med de mest lysande infraröda galaxerna som är kända, men frånvaron av damm i BOSS-EUVLG1 gör att dess ultravioletta och synliga strålning når oss med knappt någon dämpning', säger Ismael Pérez Fournon, en IAC-forskare och en medförfattare till artikeln.
Teamet sa att deras forskning tyder på att BOSS-EUVLG1 är ett exempel på de inledande faserna av bildandet av massiva galaxer. Trots sin höga ljusstyrka och stjärnbildningshastighet visar dess låga metallicitet att galaxen knappt har hunnit berika sitt interstellära medium med damm och nybildade metaller.
Men teamet skrev att galaxen så småningom kommer att utvecklas mot en dammigare fas, och dess höga ljusstyrka i UV kommer att pågå bara några hundra miljoner år, en mycket kort period i en galaxs utveckling.
'Detta skulle förklara varför andra galaxer som liknar BOSS-EUVLG1 inte har upptäckts', säger Claudio Dalla Vecchia, en forskare vid IAC, och en annan medförfattare.